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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ Curso de Engenharia Relatório de Laboratório de Física Experimental III Avaliação: AV x Disciplina: CCE0479 Turma : Manhã Campus : AKXE Alunos: Yasmin Azevedo Marcelli Menezes Érica Pires Gustavo Macedo Pamella Cruz Tauã Ramos Rio de Janeiro Dezembro-2014 Laboratório de Física Experimental III Experiência nº 1 Campo Magnético 1 – Objetivo Entender os princípios físicos e cálculos da intensidade do campo magnético através da carga geradora. 2 – Experiência Campos magnéticos cercam materiais em correntes elétricas e são detectados pela força que exercem sobre outros materiais magnéticos e cargas elétricas em movimento. O campo magnético em qualquer lugar possui tanto uma direção quanto uma força. Em nossa primeira experiência sobre campo magnético realizada no laboratório de física, verificamos em um amperímetro, a corrente quando introduzimos um bastonete imantado no centro de uma bobina retangular. Bobina Amperímetro Foi testado, com 1 e depois com 2 bastonetes com dois polos(norte e sul), a introdução e depois a retirada destes bastonetes na bobina. Fizemos dois testes, um com a entrada e a retirada lenta, e outro com a entrada e a retirada rápida dos bastonetes. 3 – Descrição das observações feitas a partir da experiência Tabela lenta i(mA) Entrada(sul) Saída(sul) Entrada(norte) Saída(norte) 1 bastonete - 0.04 0.10 0.06 - 0.09 2 bastonetes - 0.14 0.30 0.13 - 0.23 Tabela rápida i(mA) Entrada(sul) Saída(sul) Entrada(norte) Saída(norte) 1 bastonete - 0.17 0.26 0.16 - 0.17 2 bastonetes - 0.39 0.44 0.20 - 0.33 4 – Conclusão da experiência 1 A corrente elétrica de entrada(sul) e saída(norte) será sempre porporcional, ou seja, terá sempre a carga negativa. A corrente sempre será mais intensa com 2 bastonetes comparado a 1 bastonete. 5 - Segunda experiência, utilizando voltímetro Na segunda experiência nós verificamos, com ajuda de um voltímetro o comportamento de sementes metálicas ao aproximarmos um ferro imantado com a chave desligada. Em seguida, ligamos a chave e verificamos o que acontece com as sementes metálicas com diferentes valores de tensão. F = il x B (intensidade) F = qv x B (velocidade) Voltímetro 6 – Conclusão da experiência 2 Onde há campo elétrico, há corrente. Com a chave desligada, não há corrente sendo gerada, logo, as sementes não se movem. Ao ligarmos a chave com “X” tensão, se esse “X” for uma tensão baixa, teremos que aproximar o imã das sementes, pois aí entra o fator distância. Quanto menor a tensão, menor deverá ser a distância do imã ao objeto, pois a distância estará diretamente proporcional à força e à corrente. Ao aumentarmos a tensão no voltímetro, poderemos ver as sementes sendo imantada com o imã com mais facilidade, ou seja, irão se imantizar a uma distância maior, pois a força e a corrente são maiores. Corrente gera força, que gera campo magnético. Laboratório de Física Experimental III Experiência nº 2 Medida de resistência e potência 1 – Objetivo Mostrar os princípios básicos da instrumentação para medidas da corrente e diferença de potencial. 2 – Lista de Materiais -Fonte de tensão -Resistores -Amperímetro -Placa de ligação -Fios 3 – Experiência Determinação da Resistência Interna Rv do Voltímetro Montar o circuito abaixo Ligue, inicialmente o voltímetro entre os pontos a e c (saída do reostato), ajuste, deslocando o cursor do reostato, a tensão da fonte para que o voltímetro indique 10 V. Coloque agora o mesmo voltímetro entre os pontos b e c, meça a tensão Vbc. Determinação da Resistência Interna Ra do Amperímetro 2 - Montar o circuito abaixo Ligue a chave com o cursor do reostato na posição c ( mínima ). Ajuste então o cursor até a corrente máxima que pode ser medida pelo amperímetro. Leia simultaneamente no voltímetro e no amperímetro a tensão entre os pontos a e c e a corrente que passa no resistor R'c. Para calcular a resistência Ra do amperímetro, lembramos que neste circuito Ra está associada em série com a resistência conhecida R'c. Circuito de Medida Número 1 Utilizamos nesta seção o circuito da segunda figura montado anteriormente, onde substituiremos o resistor conhecido Rc' pelos resistores desconhecidos do conjunto. Deslocando o reostato desde a posição "zero", meça para cada um dos resistores do conjunto o valor de V'm e I'm, construindo uma tabela onde devem constar o número do resistor e os valores medidos. Circuito de Medida Número 2 Este circuito pode ser obtido da segunda figura mudando-se unicamente a conexão do voltímetro do ponto a para o ponto b, conforme mostra a figura abaixo. Nesta situação, o voltímetro mede a ddp somente sobre o resistor. Meça novamente, para cada um dos resistores do conjunto V"m e I"m, tensão e corrente, colocando os valores em uma tabela. 4 - Comentários Os dados e gráficos obtidos não têm nenhum significado se não compreendemos perfeitamente cada um dos dois métodos de medidas de resistência. Devemos nos lembrar que fizemos medidas em resistores com uma ampla faixa de valores. Laboratório de Física Experimental III Experiência nº 3 Circuito Capacitivo 1 –Objetivo Determinar o resistor equivalente de uma associação de resistores em série; Determinar o resistor equivalente de uma associação de resistores em paralelo; Determinar o resistor equivalente de uma associação de resistores mista; Reconhecer e montar diferentes associações com resistores; 2 –Lista de Materiais -Um painel para associação de resistores -Três conexões de fio -Um multímetro 3 - Experiência prática Medir a capacitância equivalente Medir a carga armazenada em cada capacitor Medir a energia potencial elétrica em cada capacitor Preencher as tabelas de cada circuito, conforme exposto abaixo. Serial C (F) V(V) I(A) C1 5.12 1.41 C2 0.03 0.02 V 4.76 1.40 Paralelo C (F) V(V) I(A) C1 4.83 1.41 C2 4.83 1.44 V 4.83 1.43 Misto C (F) V(V) I(A) C1 5.11 1.39 C2 0.01 0.01 C3 5.16 1.40 V 5.14 1.39 4 - Conclusão Como esperado, os resistores equivalentes quando calculados apresentaram uma margem de erro dentro da margem de erro admitida, e com isso pudemos constatar os valores aproximados dentro da margem de erro indicada pelo código de cores dos resistores trabalhados, tanto do instrumento utilizado para medição dos resistores, quanto dos cálculos efetuados com base nas fórmulas para os resistores equivalentes de cada tipo de associação, dentre as associações trabalhadas nessa prática. Laboratório de Física Experimental III Experiência nº 4 Leis de Kirchhoff 1 – Objetivo Verificação experimental da Lei de Kirchhoff das Tensões e a Lei de Kirchhoff das Correntes, aplicadas a circuitos elétricos simples. * Montar circuitos de resistores em série e paralelo * Medir a tensão e a corrente em vários pontos do circuito 2 – Lista de Materiais -6 Resistores -Fonte de Tensão -Multímetro -Protoboard 3 – Experiência Monte o circuito abaixo e ajuste a tensão da fonte em 15Vdc; A - Medir as correntes nos pontos: B-C, D-E, F-G e H-I e anotar B - Medir as tensões nos pontos: A-J,C-D, E-F e G-H e anotar Monte o 2º circuito, conforme abaixo e ajuste a tensão da fonte em 15Vdc C- Medir as tensões nos pontos: C-M, E-L, G-K e I-J e anotar D- Medir as correntes nos pontos: A-B, D-E, F-G e H-I e anotar 4 - Conclusão Nesta experiência, estudamos as características quantitativas e qualitativas das Leis de Kirchhoff. Também nos ensinou como medir um circuito elétrico utilizando as Leis de Kirchhoff. Para circuitos mais complexos ela é bem útil, visto que ela tende a separar o circuito em malhas simples, que facilitam a visualização e os cálculos das tensões e correntes. 2
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